Elementas 120: mokslininkai priartėjo prie sunkiausio cheminio elemento visatoje sukūrimo

Periodinėje lentelėje elementai išdėstyti pagal jų atominį skaičių, t. y. kiek protonų turi kiekvienas elementas savo branduolyje. Visi pirmieji 94 lentelės elementai randami gamtoje, o visi sunkesni elementai buvo sukurti tik laboratorijoje, sujungiant esamus elementus.

Popieriuje tai skamba gana paprastai: jei norite gauti tam tikro atominio skaičiaus elementą, tiesiog sutrinkite du kitus elementus, kurių bendras protonų skaičius yra toks pat. Pavyzdžiui, norėdami sukurti elementą oganessoną, turintį 118 protonų, mokslininkai paprastai paleidžia kalcio (turinčio 20 protonų) spindulį į taikinį, pagamintą iš kalifornio (turinčio 98 protonus).

Šaudant kalcio pluoštą į skirtingus taikinius, pirmą kartą buvo susintetinti 112-118 labai sunkūs elementai. Tikimasi, kad už periodinės lentelės krašto slypi daugiau elementų, bet, deja, kalifornis yra sunkiausias elementas, kurį galima naudoti kaip taikinį - kiti po jo esantys elementai yra per daug nestabilūs.

Taigi jei negali pakeisti taikinio, pakeisk sviedinį. Būtent tai dabar ir padarė Berklio laboratorijos komanda, gavusi papildomus du protonus, pakeisdama spindulį iš kalcio į titaną, kuris turi 22 protonus. Tačiau tai padaryti nėra taip paprasta, kaip atrodo.

Pirma, šiam procesui reikalingas titanas-50 - retas izotopas, kuris sudaro tik apie 5 % viso natūralaus titano Žemėje. Tuomet jis kaitinamas specialioje krosnyje, kurioje įkaitinamas iki beveik 3 000 °F (1 649 °C) ir titanas išgaruoja. Jonų šaltinis sukuria įkrauto titano plazmą, kurią vėliau galima paversti spinduliu ir paleisti į taikinį.

Tai pirmas kartas, kai titano spindulys buvo panaudotas tokiems eksperimentams, todėl, norėdama patikrinti, ar jis veikia, komanda jį paleido į taikinį, pagamintą iš plutonio, kuris turi 94 protonus. Dėl to susidaro 116 elementas - livermorijus. Ir tikrai, komanda aptiko šį sunkiai aptinkamą elementą, nors ir labai retai: per 22 dienas trukusį eksperimentą buvo pagaminti tik du jo atomai.

Turėdama šį koncepcijos įrodymą, komanda dabar planuoja naudoti titano spindulį hipotetinio 120 elemento paieškai. Tai būtų galima padaryti šaudant titanu į kalifornio taikinį - nors tikimasi, kad tai bus dar retesnis atvejis.

„Manome, kad pagaminti 120 užtruks maždaug 10 kartų ilgiau nei 116, - sakė Berklio laboratorijos Branduolinių mokslų skyriaus direktorius Reineris Krueckenas (Reiner Kruecken). „Tai nelengva, bet dabar tai atrodo įmanoma.“

Jei elementas 120 (arba Unbinilium, jei pavartosime jo pavadinimą) būtų atrastas, prognozuojama, kad jis būtų šarminių žemių metalas ir atsidurtų šiuo metu tuščioje aštuntoje periodinės elementų lentelės eilutėje kartu su taip pat neatrastu elementu 119.

Tačiau įdomiausia, kad 120 elementas turi daug šansų atsidurti „stabilumo saloje“. Supersunkieji elementai paprastai pasižymi labai trumpu pusperiodžiu, t. y. jie suyra per kelias milisekundes, todėl juos sunku tirti ir iš esmės nepraktiška naudoti bet kokiame realiame pasaulyje.

Tačiau prognozuojama, kad kai kurie šių elementų izotopai gali turėti kaip tik reikiamą neutronų skaičių, kuris viską subalansuotų ir stabilizuotų juos minutėms ar net dienoms. Jei taip, 120 elementas gali būti naudingiausias per ilgą laiką sukurtas naujas elementas.

Tyrėjai eksperimentus galėtų pradėti jau 2025 m., nors dar gali prireikti kelerių metų, kol bus pagaminti bet kokie 120 elemento atomai.

Tyrimas buvo pateiktas žurnalui „ Physical Review Letters“.

Šaltinis: newatlas.com